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A EXPERIÊNCIA DA ANEEL NA IMPLANTAÇÃO DO SISTEMA DE
MONITORAMENTO HIDROLÓGICO DA AMAZÔNIA DENTRO DO PROJETO SIVAM
Ludimila Lima da Silva1
Mauro Silvio Rodrigues2
Resumo – O Brasil, através de várias entidades, tem sido responsável pela operação de mais de
4.000 estações hidrológicas. A ANEEL, Agência Nacional de Energia Elétrica, tem sob sua
supervisão 1581 estações fluviométricas e 2290 estações pluviométricas. A fim de obter dados
hidrológicos mais confiáveis e num menor espaço de tempo, muitas ações têm sido tomada com o
intuito de modernizar a atual rede de estações hidrométricas. Desde de 1996, a ANEEL tem
instalado estações telemétricas cujos dados são transmitidos através do sistemas de satélites
brasileiros; atualmente existem mais de 150 estações automáticas em funcionamento em todo o
país.
Neste contexto, em 1999, a ANEEL e a Comissão para Coordenação do SIVAM – Sistema de
Vigilância da Amazônia, celebraram um acordo de cooperação técnico - científica onde coube a
ANEEL implantar, operar e manter na Amazônia Legal 200 Plataformas de Coleta de Dados
Hidrológicos – PCD’s, que irão medir o nível dos rios da região a quantidade de chuva e alguns
parâmetros de qualidade da água. Este trabalho refere-se a implementação do Sistema de
Monitoramento Hidrológico da Amazônia que irá abranger as 200 PCD’s do Projeto SIVAM e
outras já operadas na região pela ANEEL.
Abstract – Brazil, through many organizations, has been responsible for the operation of more than
4.000 hydrological stations. ANEEL, the Brazilian Electricity Regulatory Agency, has under its
supervision 1581 stations that measure the level of the rivers and 2290 stations that measure the
quantity of precipitation. In order to obtain more reliable hydrological data in a short time, many
actions have been taken to improve the actual network. Since 1996, ANEEL has installed telemetric
1 ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica - SIH – Superintendência de Estudos e Informações Hidrológicas
SGAN Quadra 603 Módulo J sala 102 – Tel: (61) 426.5895 / 426.5884 – Fax: (61) 426.5882
CEP: 70830-030 Brasília – DF – Brasil - e-mail: [email protected] 2 ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica - SIH – Superintendência de Estudos e Informações Hidrológicas
SGAN Quadra 603 Módulo J sala 102 – Tel: (61) 426.5895 / 426.5884 – Fax: (61) 426.5882 CEP: 70830-030 Brasília –
DF – Brasil - e-mail: [email protected]
stations that transmit the data using Brazilian satellites; nowadays, there are more than 150
automatic stations working in the whole country.
In this context, in 1999, ANEEL and the Commission for Coordination of the SIVAM –
Amazon Surveillance System, celebrated a technical-scientific agreement which designated
ANEEL to install, maintain and operate 200 Data Collection Platforms – DCP’s , in the whole
Amazon. This paper will share the experience of ANEEL in the implementation of the Amazon
Hydrological Monitoring System. The system will collect data from the level of the rivers, the
quantity of precipitation and some parameters of water quality transmitting the information through
satellites. In this way, we intend to provide an overview of the water availability and improve the
control of the water resources.
Palavras-Chave – ANEEL, Projeto SIVAM, Hidrologia, Telemetria, Monitoramento Hidrológico,
Amazônia
CONSIDERAÇÕES GERAIS
O Brasil, através de diversas entidades, vem operando 9.487 estações pluviométricas e 4.565
estações fluviométricas. Dentre estas estações, fazem parte da rede hidrométrica nacional, sob
responsabilidade da Agência Nacional de Energia Elétrica - ANEEL, 2.290 estações pluviométricas
e 1.581 estações fluviométricas.
A ANEEL, agência reguladora do setor elétrico brasileiro, foi instituída pela Lei n° 9.427 de
26 de dezembro de 1996, e assumiu os direitos e deveres do extinto DNAEE – Departamento
Nacional de Água e Energia Elétrica. Foram transferidas para esta Agência as atividades de
hidrologia relativas aos aproveitamentos de energia hidráulica, a responsabilidade de cumprir e
fazer cumprir o Código das Águas e a administração, ainda que em caráter temporário, da rede
hidrométrica nacional.
Estas atividades, que garantem um gerenciamento adequado do potencial hidroenergético do
país, estão fundamentadas no conhecimento do comportamento dos rios, suas sazonalidades e
vazões, assim como os regimes de chuva das diversas bacias hidrográficas, considerando as suas
distribuições espaciais e temporais, o que exige um trabalho permanente de coleta e interpretação de
dados das estações fluviométricas e pluviométricas, cuja confiabilidade torna-se maior a medida
que suas séries históricas ficam mais extensas, envolvendo eventos de cheias e de secas.
As estações são operadas de forma convencional, ou seja, através de uma seção de réguas
instaladas na margem do rio e de um pluviômetro. O observador coleta os dados pluviométricos
diariamente, às 7 da manhã, e os dados fluviométricos duas vezes ao dia, às 07 e às 17 horas,
anotando os respectivos valores nas cadernetas de campo. Trimestralmente as estações são visitadas
e as cadernetas recolhidas pela equipe de operação da rede, que além de manter tais estações
também efetua medições de vazão em várias estações fluviométricas para levantamento da curva
cota x vazão. Recebidas as cadernetas em escritório, as informações são digitadas, consistidas e
enviadas a ANEEL que as adiciona à série histórica e as disponibiliza aos usuários. Todo o processo
de coleta da informação até a disponibilização do dado ao usuário leva no mínimo quatro meses.
A fim de obter informações hidrológicas mais confiáveis e em menor espaço de tempo,
algumas ações estão em andamento para modernizar a atual rede de estações hidrométricas. O que a
ANEEL tem feito, assim como várias outras entidades, é implementar, seja por conta própria ou
através de parcerias, estações automáticas com teletransmissão de dados inserindo em suas
estruturas um sistema telemétrico. Neste sentido, é possível melhorar a rede já existente com um
número maior de informações por dia; melhorar a qualidade dos dados; permitir a avaliação
instantânea da disponibilidade hídrica; melhorar a avaliação do potencial energético; permitir a
realização de balanço hídrico em tempo quase real; melhorar o controle dos recursos hídricos; e
disponibilizar para a sociedade dados instantâneos para alimentar modelos de previsão de tempo.
Neste sentido, através de um convênio com o Instituto de Pesquisa Espaciais – INPE foram
adquiridas 200 estações telemétricas com sensores hidrometeorológicos e transmissor nas
freqüências do Sistema de Satélites Brasileiros – SCD e CBERS, instaladas em todo o país e cujos
dados estão disponíveis na Internet. As PCD’s adquiridas foram divididas em dois tipos: 26 PCD’s
meteorológicas contendo sensores de direção e velocidade de vento, umidade relativa e temperatura
do ar, radiação solar e chuva; e 174 PCD’s contendo sensores de chuva e de nível. As PCD’s
meteorológicas foram especificadas por pesquisadores do INPE e os locais das instalações foram
especificados em conjunto com a equipe do extinto DNAEE, hoje ANEEL. As PCD’s hidrológicas,
assim como seus locais de instalação, foram especificadas pela equipe da ANEEL.
O MONITORAMENTO HIDROLÓGICO DA AMAZÔNIA LEGAL
Face à importância do monitoramento hidrológico, seja ele convencional ou em tempo real, a
União vêm procurando dar ênfase ao levantamento de dados básicos de regiões como a Amazônia,
pouco conhecidas e carentes de informação, visando adequá-la aos padrões de monitoramento já
alcançados em outras regiões do Brasil.
Hoje, a Amazônia Legal é monitorada pela ANEEL através de 700 estações pluviométricas,
416 fluviométricas e 30 telemétricas. Esta área de 5,2 milhões de km2 que compreende toda a
região Norte do Brasil, o estado do Mato Grosso e parte do Maranhão, ocupa aproximadamente
60% de todo território brasileiro e nela está localizada a maior bacia de água doce do planeta, a
Bacia do rio Amazonas.
O rio Amazonas com seus 7.025 km, dos quais 6.437 km estão em território brasileiro, é o
maior do mundo em volume d’água, despeja em média 209.000 m3 por segundo no Oceano
Atlântico, num declive de apenas 82 a 55m. Tem mais de 1.100 afluentes, com 7000 subafluentes e
um potencial hidrelétrico estimado em mais de 110.000MW.
A grandeza da região traz seus maiores problemas: as grandes distâncias, as dificuldades do
acesso e a escassa densidade demográfica. Diante te tal perspectiva, percebe-se a complexidade de
se instalar e manter equipamentos na Amazônia. A região com uma população de 19 milhões de
habitantes apresenta uma densidade demográfica de apenas 4 hab/km2 enquanto a média brasileira
está em torno de 18 hab/km2. As grandes distâncias a serem percorridas, e as dificuldades de acesso
as estações, onde freqüentemente é necessário o uso de veículos com tração dupla, barcos,
voadeiras e aeronaves, apresentam-se com uma dificuldade a mais na busca de informações sobre a
região.
O PROJETO SIVAM
O SIVAM, Sistema de Vigilância da Amazônia, foi concebido pela Secretaria de Assuntos
Estratégicos da Presidência da República em conjunto com os Ministérios da Justiça e Aeronáutica
com o propósito de zelar pela Amazônia Legal. Na missão de proteger a Amazônia com vistas ao
seu desenvolvimento, o SIVAM formará uma rede de coleta e processamento de informações,
difundindo-os a outros órgãos e formando uma grande base de dados sobre a região. Configura-se
assim o Sistema de Proteção da Amazônia, que para tal, coordenará as ações necessárias com os
órgãos governamentais, comandos militares, secretarias estaduais e municipais, prefeituras,
institutos e centros de pesquisas.
Neste contexto, em 1999, A ANEEL e a CCSIVAM – Comissão para Coordenação do
SIVAM, celebraram um acordo de cooperação técnico-científica, onde coube a esta Agência
implantar, operar e manter na Amazônia Legal 200 (duzentas) Plataformas de Coleta de Dados
hidrológicos com transmissão via satélites da série SCD e em tempo real; e a operacionalização de
Sistemas de Perfilagem Doppler; assim como, também, à aquisição de experiências e troca de dados
e informações nesses campos.
AS ESTAÇÕES TELEMÉTRICAS DO PROJETO SIVAM
As Plataformas de Coleta de Dados - PCD’s do Projeto SIVAM serão instaladas com a
finalidade de coletar dados hidrológicos que irão melhorar em termos de qualidade e quantidade a
coleta de informações hidrológicas na Amazônia. Desta forma, será possível avaliar, acompanhar e
dar suporte as pesquisas através do monitoramento dos rios da Bacia Amazônica no tocante aos
seus níveis, a precipitação de chuva, à ocorrência de inundações e parâmetros de qualidade de água.
Os equipamentos serão instalados em 2 (duas) configurações:
- PCD’s Tipo A, que serão estações fixas de superfície para medição de nível do rio,
temperatura da água e intensidade da chuva; e
- PCD’s Tipo B, que serão estações fixas de superfície para medição de intensidade da
chuva, nível d’água, temperatura d’água e parâmetros de qualidade de água (
conductividade, salinidade, oxigênio dissolvido, REDOX, pH e turbidez).
Em outubro de 1997, na instalações da CCSIVAM no Rio de Janeiro, foi realizado o
Workshop “Rede de Informações Hidrometeorológicas na Amazônia Legal” , com a participação de
várias entidades que foram convidadas a participar e a contribuir no planejamento da disposição das
estações.
Neste evento, sugeriu-se a distribuição e localização das 200 PCD’s hidrológicas do Projeto
de acordo com os critérios da Organização Mundial de Meteorologia – OMM, através do seu Guide
to Hidrological Practices n°168 e através dos critérios da própria Agência Nacional de Energia
Elétrica tentando, também, cobrir os grandes vazios regionais ainda existentes, como na região do
Alto Trombetas, Vale do Javari e Sul do Pará.
A figura 1 mostra tal localização.
Figura 1 – Sistema de Monitoramento Hidrológico da Amazônia – em implantação
Especificações das Estações Telemétricas do Projeto SIVAM
Visando garantir a continuidade de transmissão dos dados, cada PCD do Projeto SIVAM,
assim como as estações da rede telemétrica em operação na ANEEL, será totalmente compatível
com os padrões do Sistema de Satélites Brasileiros da série SCD, e no caso de eventual falha ou
interrupção deste sistema, ou nos períodos eventuais de não visibilidade de um dos satélites
brasileiros, poderá se utilizar o sistema de satélites ARGOS.
O satélite Cybers de órbita polar e os satélites SCD’s de órbita semi-equatorial baixa, estão a
uma altura média de 750 km, circundando o globo terrestre a cada 100 minutos. Eles recebem as
informações contidas nas PCD’s a uma freqüência de 401,62 Mhz e as re-transmitem para antena de
rastreamento do INPE em Cuiabá a uma freqüência de 2 GHz. Essas mensagens, após serem
recebidas em Cuiabá, são enviadas para o centro de Missão e Coleta de Dados – CMCD do INPE
em Cachoeira Paulista. A ANEEL acessa as informações recebidas no CMCD através da rede de
comunicação de dados do Grupo de Trabalho Misto de Meteorologia – GTMM, via Embratel; rede
exclusiva das entidades participantes, a uma velocidade de 64kbps; e via Internet.
O Equipamento
A Estação Telemétrica do Projeto SIVAM consiste dos seguintes componentes:
- Caixa de Acondicionamento da PCD: de aço, ambientalmente selada, à prova de chuva,
alta umidade , poeira e insetos. A caixa acomoda todas as partes da PCD: CPU,
Datalogger, transmissor, bateria, módulo regulador de tensão e de proteção contra
descargas.
- Datalogger: memória interna RAM de 128 Kbytes com bateria de lítio e com possível
expansão através de módulos externos tipo PCMCIA; 16 entradas analógicas simples e 8
entradas digitais programáveis.
- Transmissor: transmissor com freqüência sintetizada e capacidade de transmitir
alternadamente na freqüência SCD e ARGOS, dentro da mesma faixa de potência.
- Bateria: bateria recarregável de 12v, do tipo selada e gelatinosa.
- Painel Solar
- Antena de Transmissão para Satélite: antena omnidirecional.
Características dos sensores:
- Pluviômetro: pluviômetro do tipo tipping-bucket com resolução de 0,25mm.
- Transdutor de Pressão Submersível e de Temperatura da Água (Tipo A): sensor de pressão
para medição de até 20m de coluna d’água com precisão de 0,1% do fundo de escala.
- Sensor Multi-Parâmetros de Qualidade de Água (PCD’s Tipo B): sensor de qualidade que
permite a medição combinada dos parâmetros: nível da água; temperatura da água,
condutividade, salinidade, oxigênio dissolvido, REDOX, pH, turbidez.
As PCD’s serão instaladas em torre de alumínio de aproximadamente 2m de altura e com
extensões, caso necessário, de mais 1m. Estas torres, compostas por cantoneiras, são transportadas
desmontadas e montadas no campo. No local, a estrutura é fixa no solo através de uma base de
concreto.
PLANEJAMENTO E OPERACIONALIZAÇÃO DO SISTEMA
O primeiro passo necessário no planejamento e operacionalização de um sistema de
monitoramento hidrológico é a definição dos locais onde serão realizadas as medições. A rede
telemétrica adquirida através do acordo ANEEL/CCSIVAM, teve sua localização definida durante o
Workshop citado anteriormente.
Com o planejamento da rede e todos os equipamentos em mãos, elabora-se um plano de
trabalho para a instalação das estações. Este plano de trabalho dependerá da quantidade de pessoas
envolvidas na instalação bem como de prioridades regionais de instalação. Como as estações
telemétricas automáticas estão sempre associadas a uma estação convencional, é importante avaliar
as séries históricas disponíveis para se determinar as épocas mais favoráveis do ponto de vista
hidrológico para a realização das campanhas de instalação de equipamentos. Deste modo, deve-se
levantar os períodos nos quais o rio apresenta as cotas mais e a época com os menores índices
pluviométricos.
O plano de trabalho deverá conter a quantidade de estações a serem instaladas, divididas por
roteiros que minimizem os deslocamentos e apresentem uma logística adequada, o número de
técnicos necessários, a quantidade de dias para execução dos trabalhos e os recursos financeiros a
serem alocados.
As equipes de instalação são normalmente compostas de 2 técnicos em hidrologia que
realizam roteiros de 15 a 20 dias de duração, instalando em média de 4 a 5 estações telemétricas. Os
recursos destinados a estes trabalhos devem prever custos com transportes de material, aluguel de
veículos ( carro, barco ou avião, conforme a região), combustível e material para instalação da
estação ( mangueira, haste para aterramento, ferramentas, cimento e etc.).
A fim de evitar distorções e variações nas instalações das estações telemétricas, e até mesmo
para minimizar os erros nas numerosas e detalhadas atividades que devem ser realizadas, todos os
técnicos devem seguir os padrões estabelecidos pela gerência do sistema. A padronização dos
procedimentos está retratada em um Check List, que deve ser levado para campo e cumprido
integralmente. Este documento abrange, inclusive, a montagem e disposição dos equipamentos na
torre de alumínio.
Ainda mantendo os padrões de procedimento, após cada viagem, os técnicos devem elaborar
um relatório que devem conter de forma geral: a equipe de instalação, um histórico da viagem dia a
dia, os recursos financeiros utilizados, discriminados por uso, como aluguel de automóvel,
transporte de equipamento, combustível, material para instalação, e etc. , a relação de estações
visitadas e o mapa de localização da região.
No relatório deve constar para cada estação instalada, uma ficha técnica de instalação
contendo o nome do(s) técnico(s) instalador(es), endereço da estação, latitude e longitude, rio, o
número de série dos equipamentos instalados, e informações técnicas da instalação, como
identificação da estação – ID, e freqüência de transmissão, nome do programa deixado na PCD, e
informações do estado operacional inicial da estação, como por exemplo o nível do rio que está
sendo lido pelo sensor, a tensão da bateria e a corrente do sistema de re-alimentação da bateria.
Além disto, deve ser incluída fotos do local, dos procedimentos de instalação e estruturas instaladas
e do aspecto geral na estação após a conclusão dos trabalhos.
Deve, ainda, ser elaborada uma ficha de dicas da estação contendo o melhor roteiro de acesso
e o meio de transporte utilizado, contatos na região, local para dormir e se alimentar, e qualquer
outra informação considerada relevante.
Com a finalidade de instruir a população da região, e até mesmo a população de um modo
geral, sobre o que é o Projeto e o que ele abrange, foram elaborados folders (Figura 2) para serem
distribuídos. Eles explicam o que é o Sistema de Monitoramento Hidrológico da Amazônia e que
tipo de informação ele busca, o que é o Projeto SIVAM e até mesmo qual o princípio básico de
funcionamento de uma estação telemétrica.
Figura 2 –Folder do Monitoramento Hidrológico da Amazônia
A figura 3 mostra a foto de uma estação já instalada. Os equipamentos estão dispostos na torre
de alumínio que apresenta, ainda, uma placa de identificação com o nome do projeto, o nome da
estação, o rio, o município e a unidade da federação na qual ela está localizada.
Figura 3 – Estação de Fazenda Cajupiranga - RR
PANORAMA ATUAL DO SISTEMA DE MONITORAMENTO HIDROLÓGICO DA
AMAZÔNIA
Em agosto de 2000, A CCSIVAM repassou para a ANEEL o primeiro lote de equipamentos
previstos no Projeto SIVAM, ou seja, 70 Plataformas de Coleta de Dados, Tipo A. Após o
recebimento, a ANEEL realizou a aceitação deste material testando 100% dos equipamentos e já
preparando-os para serem instalados em campo.
Desta forma, após sete campanhas de instalação, hoje já se encontram instaladas 23 estações
do acordo ANEEL/SIVAM. A escolha destas 23 estações visou atender as necessidades de testes da
antena de recepção dos dados do SIVAM, localizada em Manaus. Para tanto, as estações foram
instaladas de forma a abranger vários pontos da Amazônia Legal, conforme mostra a figura 4.
Figura 4 – Estações Instaladas do Sistema de Monitoramento Hidrológico da Amazônia
Outras informações a respeito do Sistema de Monitoramento Hidrológico da Amazônia,
incluindo a lista de todas as estações telemétricas do projeto e aquelas já instaladas, podem ser
encontradas no site da ANEEL ou diretamente pelo endereço:
http://www.aneel.gov.br/sih/teleme/sivam/hidro-sivam.htm
Figura 5 – Home Page do Projeto de Monitoramento Hidrológico da Amazônia
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
CARVALHO, A.D. (2000). Amazônia – Reflexões sobre a Conquista e o Desenvolvimento.
Imprensa Técnica do Parque de Material de Eletrônica da Aeronáutica. Rio de Janeiro - RJ.
GUIMARÃES, V. S. et al. (1999). Evolução da Hidrometria no Brasil. In: Estados das Águas no
Brasil – 1999. ANEEL, SIH ; MMA, SRH ; MME. Brasília – DF.
Informativo Estatístico da Rede Básica Hidrometeorológica Nacional (2000) – ANEEL, SIH.
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RODRIGUES, M.S. et al. (1999). Aquisição Automática de dados em Hidrologia. In: Estados das
Águas no Brasil – 1999. ANEEL, SIH ; MMA, SRH ; MME. Brasília – DF.
Site: http://www.sivam.gov.br